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MEGACITIES 2017 – DECARBONIZATION OF MOBILITYCentro de Convenções Bolsa do Rio

Câmara de Dirigentes Lojistas – Niterói - 04 e 05 de Abril de 2016

PAINEL IVINTEGRAÇÃO NA REDE ELÉTRICA

Comportamento da Recarga de Veículos Elétricos

Luiz Artur Pecorelli Peres, D. Sc.

Universidade do Estado do Rio de Janeiro – UERJ

Grupo de Estudos de Veículos Elétricos – GRUVE

Estação de Recarga instalada pela Neosolar Energia na região do Paraíso, na capital paulista. A

iniciativa é realizada em parceira com a AZ Energy e Schneider Electric.

Sistema de Energia para

Veículos de Transporte

Fluxos de Energia Perante a

Eletrificação do Transporte Rodoviário

3Consumo de Energia de VEBs em MJ/km equivale a 1/3 dos VCIs

Geração de Energia Elétrica

Mix Predominante

Renovável

Sinergia Solar

Produção de Combustíveis

Mix Predominante

Não Renovável

Tanque de

Combustível

dos VCIs

Tanque de

Combustível

do VEH

Tanque de

Combustível

do VEHs

Tanque de

CombustívelBateria

VEH “Plug In”

Bateria

VEB

MJ

MJ

MJ MJ

MJ

Impacto do Modal Rodoviário a Combustão Interna no Brasil

4 Fonte Balanço Energético Nacional - EPE

47%

19 %

EMISSÕES de CO2

FÓSSIL

Modal RodoviárioSuper Predominante:

92,6 %Diesel + Gasolina

80 %

Efeito daMotorização

ElétricaPredominante

19%

47%

Fortaleza, no Ceará, dispõe do primeiro sistema de carros elétricos compartilhados do Brasil.

A Enel Distribuição Ceará é responsável pela plataforma de medição e acompanhamento do processo de carga

nas estações, integrado ao sistema de faturamento de sua distribuidora de energia.

Integração de Veículos Elétricos na

Rede de Distribuição

Demanda e Energia da Recarga de VEs Contabilizada Pela Empresa de Distribuição

Exemplo de

Teste de Recarga de Um VE

Intervalos de 1 Minuto

Potência kW x Tempo de Recarga

Demanda e Energia Contabilizada

pela Empresa de Distribuição

Intervalos de 15 Minutos

Tempo Total ≈ 45 Minutos

Área 3 Área

1

kW

Área

1

Área

2

Potência do Carregador do VE 4 kW

Área 1 4 kW x 15” = 1 kWh

Área 2 4 kW x 15” = 1 kWh

Área 3 2,4 kW x 15” = 0,6 kWh

Energia Total 2,6 kWh

Área

2

Área 3

A Demanda e Energia da Recarga dos VES se Superpõem aos Demais Suprimentos

Comportamento da Recarga de VEs( Métodos e Rotinas Desenvolvidas pelo GRUVE/UERJ )

7L. A Pecorelli Peres

Adaptável à Tarifação Branca, Verde e Azul.

Inclui Módulo Energético “Well to Wheel” e Emissões Comparativas

Dados de Placa das Baterias e do Carregador, Autonomia do VE e

Dados de Medições de Recarga (kWh / minuto).

Obtenção das Curvas de Recarga em Intervalos de 15 min

Superposição à Curva de Demanda em Estudo

Processo Determinista

VEs Recarregam no

Mesmo Instante e

Percorrem Previamente as

Mesmas Distâncias.

Concepção Não Realista

Processo Estocástico

Variáveis Aleatórias:

Instante de Conexão dos VEs

Distância Prévia Percorrida

Calcula Fatores de Diversidade.

Concepção Adequada

Simulação de Recarga de VEBs Conectados à

Transformadores de Distribuição

Recarga de 18 Carros Elétricos em Transformador de Distribuição (75 kVA)

Efeito Apenas do Horário de Conexão na Curva de Demanda de 48 horas.

Processo Determinístico

Sobrecarga 31,2 % (98,4 kVA).

Conexão da Frota 1:00 h.

Distância Prévia: 80 km

Horário da Demanda Máxima 1:00 h

Demanda Máxima Total: 90,5 kW

Energia: 305,8 kWh

Processo Estocástico.

Não há Sobrecarga (74,7 kVA).

Horário Médio da Conexão: 1:00 ± 4 h

Distância Prévia: 80 km

Horário da Máxima Demanda às 2:45 h

Demanda Máxima Total: 68,7 kW

Energia: 305,8 kWh

VEs

VEs

Curva de Demanda de 48 h.h

Curva de Demanda de 48 h.h

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Simulação de Processo Estocástico da Recarga de VEs

(Horário de Conexão e Distâncias Aleatórios)

L. A Pecorelli Peres

Cada Ponto da Superfície Informa:

Horário de Conexão dos VEBs

Número de VEBs que se Conectaram

Respectivas Distâncias Prévias Percorridas Estado de Carga

Relação de Normas e Procedimentos Importantespara Estações de Recarga

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Normas Brasileiras Seguem a IEC e ISO

ISO/TR 8713:2012 - Veículos rodoviários propelidos a eletricidade – Vocabulário

61851-1 Parte 1 – Requisitos gerais

61851-21 Parte 21 - Requisitos de VEs (alimentação em CA e CC)

61851-22 Parte 22 – Estação de Recarga em CA

61851-23 Parte 23 – Estação de Recarga em CC (em estudo)

60783 Ed. 1.0 b - Fiação e conectores dos VEs

62196-1 e 2 - Requisitos gerais de plugues, tomadas, tomadas móveis e plugues fixos

Especial Atenção:

NBR 5410 Instalações elétricas de baixa tensão.

Módulos do PRODIST da ANEEL (Módulo 8 de Qualidade de Energia)

NBR 5419 – Proteção para Surtos de Tensão

“Case” Cidade Inteligente Búzios

Laboratório de Sistemas de Propulsão Veicular da UERJ

Estação de Recarga para Bikes Desenvolvida pelo GRUVE/UERJ

“Case” Cidade Inteligente Búzios

Planejamento de Infra Estrutura de Recarga

12L. A Pecorelli Peres

Exemplo de Limite Estocástico de Alimentador

da “Smart City Búzios”

Suprimento à Búzios: Dois Transformadores de 25 MVA; 69 / 13,8 kV

Sete Alimentadores de 13,8 kV

(Horário Médio 21:00 ± 6:00 hs e Distância Média 50 ± 30 km)

Demanda dos

VEs

Alimentador

BUZ 05

LIMITE 11,5

MW

Demanda Total

do Alimentador

BUZ 05)

Capacidade de Recarregar Totalmente 5118 VEs !!!!

Apenas

VEs

Curva de Demanda de 48 h do Alimentador

VEs

Desenvolvimento de Estações de

Recarga pelo GRUVE/UERJ

14L. A Pecorelli Peres

Experiências de Recarga de Bike Elétrica e Nissan Leaf

na Cidade Inteligente Búzios

Iniciativas de Mobilidade Elétrica em Búzios

15L. A Pecorelli Peres

Frota de Bicicletas Elétricas Utilizadas

pela Guarda Municipal

Frota de Bicicletas Elétricas para

Combate e Fiscalização de Endemias

16L. A Pecorelli Peres

Resultados

Não há restrições na capacidade e funcionamento da rede.

Evita-se a emissão de 11,5 toneladas de CO2 fóssil

Detalhes Importantes

A recarga de ônibus elétricos é programável.

Análise da Penetração de 394 Carros e 40 Ônibus

Elétricos em Búzios no Período 2016 a 2025

Cada Ônibus Elétrico (200 km/dia) Absorção Anual de CO2eq de 1492 Árvores

Cada Carro Elétrico (30 km/dia) Absorção Anual de CO2eq de 19 Árvores

Cada árvore precisa de cerca 6 m2 de área e 20 anos para o crescimento pleno

Estação de recarga do Shopping Pátio Paulista. Iniciativa tomada em comemoração à Virada

Sustentável de 2014. A Schneider Eletric doou a estação para a população, tendo o Shopping

Pátio Paulista como parceiro, que cedeu o espaço.

CONCLUSÕES

Conclusões e Perspectivas para a Integração de VEs na

Rede Elétrica

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Métodos realistas de avaliação da recarga de VEs permitem o

aproveitamento adequado da rede elétrica.

A eletrificação do transporte rodoviário significa no Brasil uma

economia de cerca de 2/3 da energia consumida por este

modal para cada veículo que se integra a rede.

A eletrificação do transporte rodoviário agrega-se de forma

virtuosa à matriz energética brasileira, altamente renovável.

A efetiva integração dos VEs na rede elétrica depende de

políticas públicas a exemplo do PLS/174, de 2014 ainda em

tramitação que visa tratar de forma equânime os impostos

sobre VEs rodoviários (IPI – 25%) bem maiores que os VCIs.

.

https://www25.senado.leg.br/web/atividade/materias/-/materia/117572

(Projeto Ainda em Tramitação consultado em 30/09/17)

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Agradecimentos e Contatos

20L. A Pecorelli Peres

À Direção da Faculdade de Engenharia da UERJ

Ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica da UERJ

(Duas Disciplinas Voltadas para a Eletrificação do Transporte Rodoviário)

Contato: lspv@uerj.br

Aos Organizadores e Patrocinadores deste Evento:

Obrigado pela Atenção.

Suas Perguntas Serão Bem-Vindas

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Foto no 26th International Electric Vehicle Symposium – EVS26 - Los Angeles, California, May 6-9, 2012. I

Infrastructure Plan for Charging Stations for Electric Vehicles in Rio de JaneiroL. A. Pecorelli Peres1, J. F. M. Pessanha1, J. V. Serra1, F. M. F. Particelli2, A. C. I. Caldas2

http://www.gruve.eng.uerj.br/download/EVS26PecorelliPeresID1727DEL2190146.pdf